RU2571185C2 - Method to compensate for amplitude drift in spectrometer and spectrometer realising specified method - Google Patents
Method to compensate for amplitude drift in spectrometer and spectrometer realising specified method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571185C2 RU2571185C2 RU2014104600/28A RU2014104600A RU2571185C2 RU 2571185 C2 RU2571185 C2 RU 2571185C2 RU 2014104600/28 A RU2014104600/28 A RU 2014104600/28A RU 2014104600 A RU2014104600 A RU 2014104600A RU 2571185 C2 RU2571185 C2 RU 2571185C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spectrometer
- spectrum
- sample
- standardization
- amplitude
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 93
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 55
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 33
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 5
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004476 mid-IR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000003339 best practice Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/45—Interferometric spectrometry
Abstract
Description
[0001] Настоящее изобретение относится к способу компенсации дрейфа амплитуды в спектрометре, генерирующем спектральные данные из неизвестных образцов и, в частности, к компенсации дрейфа амплитуды, вызванного изменениями длины оптического пути, проходящего сквозь держатель образца.[0001] The present invention relates to a method for compensating for amplitude drift in a spectrometer generating spectral data from unknown samples and, in particular, to compensating for amplitude drift caused by changes in the length of the optical path through the sample holder.
[0002] В обычных спектрометрах для генерирования спектральных данных из неизвестных образцов, светоизлучатель и фотоприемник сконфигурированы таким образом, чтобы определять световой путь, в который помещают исследуемый образец для того, чтобы он взаимодействовал со светом. Как правило, держатель образца, такой как кювета для образцов для жидких образцов, используется для удерживания образцов в пределах светового пути повторяемым образом. Держатель образца содержит внутренний объем для размещения образца и оснащен поверхностями, обычно противоположными поверхностями, по меньшей мере, части которых являются прозрачными для света, взаимодействующего с образцом. Разделение между этими прозрачными частями ограничивает длину светового пути, проходящего через образец.[0002] In conventional spectrometers for generating spectral data from unknown samples, the light emitter and the photodetector are configured to determine the light path into which the test sample is placed so that it interacts with the light. Typically, a sample holder, such as a sample cuvette for liquid samples, is used to hold samples within the light path in a repeatable manner. The sample holder contains an internal volume for receiving the sample and is equipped with surfaces, usually opposite surfaces, at least parts of which are transparent to light interacting with the sample. Separation between these transparent parts limits the length of the light path passing through the sample.
[0003] В настоящем контексте предпочтительно, чтобы спектрометр генерировал непрерывный спектр неизвестного образца. Этот тип спектрометра может использовать стационарную или подвижную решетку и стационарный или подвижный детектор или детекторы или любые другие подходящие средства. Тем не менее спектрометр, являющийся предпочтительным в настоящее время, содержит интерферометр, использующий преобразование Фурье (FT).[0003] In the present context, it is preferred that the spectrometer generates a continuous spectrum of an unknown sample. This type of spectrometer may use a stationary or moving array and a stationary or moving detector or detectors or any other suitable means. However, the currently preferred spectrometer contains an interferometer using the Fourier transform (FT).
[0004] Обычный способ получения необходимых спектральных данных в любом спектрометре заключается в генерировании спектра пропускания (или поглощения) образца. Для этого получают так называемый однолучевой спектр (SBS), содержащий спектральные данные, относящиеся как к образцу, так и к спектрометру. Для того чтобы изолировать спектральные данные, относящиеся к образцу, подобный однолучевой спектр (SBZ) обычно измеряют на так называемом нулевом материале, таком как вода (например, если измеряемый образец является жидким) или воздух (например, если измеряемый образец является твердым), где содержатся одинаковые эффекты, относящиеся к спектрометру, но где отсутствуют эффекты, связанные с образцом. Спектр нулевого материала затем используют для предоставления нулевого уровня, зависящего от длины волны, в спектральной области, в пределах которой собирают спектральные данные.[0004] The usual way to obtain the necessary spectral data in any spectrometer is to generate the transmission (or absorption) spectrum of the sample. For this, a so-called single-beam spectrum (SB S ) is obtained containing spectral data relating to both the sample and the spectrometer. In order to isolate the spectral data related to the sample, a similar single-beam spectrum (SB Z ) is usually measured on the so-called zero material, such as water (for example, if the measured sample is liquid) or air (for example, if the measured sample is solid), where they contain the same effects related to the spectrometer, but where there are no effects associated with the sample. The spectrum of zero material is then used to provide a zero level, depending on the wavelength, in the spectral region within which the spectral data is collected.
[0005] Однолучевой спектр образца (SBS) впоследствии делят на однолучевой спектр нулевого материала (SBZ) с одинаковыми длинами волн в соответствующих спектрах для того, чтобы получить так называемый двухлучевой спектр образца (DBS), по существу являющийся спектром пропускания образца относительно нулевого материала и фактически относится лишь к пропускающим свойствам образца. Как хорошо известно, взятие отрицательного log10 от этого предоставляет спектр поглощения для образца. Эти операции обычно выполняют в арифметическом блоке, связанном со спектрометром и предоставленным в виде единого целого со спектрометром, либо расположенного отдельно, но в работоспособной связи со спектрометром, например в форме подходящим образом запрограммированного персонального компьютера.[0005] The single-beam spectrum of the sample (SB S ) is subsequently divided into a single-beam spectrum of zero material (SB Z ) with the same wavelengths in the corresponding spectra in order to obtain the so-called double-beam spectrum of the sample (DB S ), which is essentially the transmission spectrum of the sample with respect to zero material and actually refers only to the transmission properties of the sample. As is well known, taking a negative log of 10 from this provides an absorption spectrum for the sample. These operations are usually performed in an arithmetic unit associated with the spectrometer and provided as a unit with the spectrometer, or located separately, but in operable communication with the spectrometer, for example in the form of a suitably programmed personal computer.
[0006] С течением времени выходные данные спектрометра склонны изменяться. Это изменение может быть описано как дрейф частоты, в результате которого одинаковая длина волны не может быть отображена идентичным образом двумя спектрометрами, подобными в остальных аспектах, или двумя циклами одного и того же спектрометра, и дрейф интенсивности, в результате которого разные интенсивности измеряются в одинаковых длинах волн для одного и того же образца в двух спектрометрах, подобных в остальных аспектах, или в двух циклах одного и того же спектрометра.[0006] Over time, the output of the spectrometer tends to change. This change can be described as a frequency drift, as a result of which the same wavelength cannot be displayed identically by two spectrometers similar in other aspects, or by two cycles of the same spectrometer, and intensity drift, as a result of which different intensities are measured in the same wavelengths for the same sample in two spectrometers, similar in other aspects, or in two cycles of the same spectrometer.
[0007] Для того, чтобы учитывать потенциальный дрейф спектрометра, предпочтительно выполнять периодическую стандартизацию спектрометра образом, хорошо известным в данной области техники, таким как согласно способу, раскрытому в документе US 5933792, содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки. В ходе этого процесса, образец или образцы стандартизации вводят и обрабатывают в спектрометре одинаковым образом в качестве неизвестных образцов, которые необходимо измерить, для получения однолучевого спектра (SBSS) образца (образцов) стандартизации. Таким образом, в световой путь не нужно вводить дополнительные оптические элементы, эффект которых может ввести дополнительный эффект, отсутствующий при осуществлении измерений на обычных образцах. Каждый образец стандартизации обладает химическим составом, выбранным для создания известных характерных структур в соответствующем однолучевом спектре, полученном спектрометром.[0007] In order to take into account the potential drift of the spectrometer, it is preferable to periodically standardize the spectrometer in a manner well known in the art, such as according to the method disclosed in US Pat. No. 5,933,792, the contents of which are incorporated herein by reference. During this process, the standardization sample or samples are introduced and processed in the spectrometer in the same way as unknown samples that need to be measured to obtain a single-beam spectrum (SB SS ) of the standardization sample (s). Thus, it is not necessary to introduce additional optical elements into the light path, the effect of which can introduce an additional effect that is absent during measurements on ordinary samples. Each standardization sample has a chemical composition selected to create known characteristic structures in the corresponding single-beam spectrum obtained by the spectrometer.
[0008] Поскольку не только ось частоты, но также и ось поглощения спектральных данных, сгенерированных спектрометром, предпочтительно является стандартизированной, обычно также необходимо обладать информацией, полученной от образца (образцов) стандартизации, относящейся к четко определенным величинам поглощения в четко определенных частотах. Таким образом, предпочтительно, чтобы концентрация (концентрации) компонентов образца (образцов) стандартизации, поддерживалась/поддерживались в пределах таких допустимых значений, чтобы любая погрешность на оси амплитуды спектра, приписываемая изменениям концентрации в образце стандартизации, была меньше повторяемости спектрометра. В этой ситуации из спектра или спектров образца (образцов) стандартизации также может быть получена информация, относящаяся к четко определенным величинам поглощения, для использования в стандартизации спектрометра.[0008] Since not only the frequency axis, but also the absorption axis of the spectral data generated by the spectrometer is preferably standardized, it is usually also necessary to have information obtained from standardization sample (s) relating to well-defined absorption values at well-defined frequencies. Thus, it is preferable that the concentration (s) of the components of the standardization sample (s) are supported / maintained within such acceptable values that any error on the axis of the spectrum amplitude attributed to changes in concentration in the standardization sample is less than the frequency of the spectrometer. In this situation, information related to well-defined absorption values can also be obtained from the spectrum or spectra of the standardization sample (s) for use in standardizing the spectrometer.
[0009] По сути, процесс стандартизации включает измерение в спектрометре однолучевого спектра образца (образцов) (SBSS) стандартизации и однолучевого спектра нулевого материала (SBZ); получение двухлучевого спектра, относящегося по существу лишь к образцу (DBSS) стандартизации, путем деления в арифметическом блоке, связанном со спектрометром, однолучевых спектров SBSS на SBZ с одинаковыми длинами волн; сравнивание в арифметическом блоке частотных положений характерных структур образца (образцов) стандартизации в полученном таким образом двухлучевом спектре (DBSS) с частотными положениями, определенными ранее как желаемые частотные положения; получение математического преобразования TX из сравнения, описывающего переход измеренных частотных положений к желаемым частотным положениям; и получение математического преобразования TY из сравнения в арифметическом блоке измеренных (DBSs) величин амплитуды из образца (образцов) стандартизации с ранее определенными желаемыми величинами амплитуды, при этом преобразование TY описывает переход измеренных величин к желаемым величинам. Эти преобразования TX, TY, которые могут быть периодически обновлены в новом процессе стандартизации, затем сохраняют в арифметическом блоке для применения таким образом ко всем полученным впоследствии спектральным данным неизвестных образцов, измеренных в спектрометре для стандартизации спектров этих образцов.[0009] In fact, the standardization process includes measuring in a spectrometer the single-beam spectrum of the sample (s) (SB SS ) standardization and the single-beam spectrum of zero material (SB Z ); obtaining a two-beam spectrum, related essentially only to the standardization sample (DB SS ), by dividing in the arithmetic unit associated with the spectrometer, single-beam spectra of SB SS by SB Z with the same wavelengths; comparing in the arithmetic block of the frequency positions of the characteristic structures of the standardization sample (s) in the thus obtained two-beam spectrum (DB SS ) with the frequency positions previously defined as the desired frequency positions; obtaining a mathematical transformation T X from a comparison describing the transition of the measured frequency positions to the desired frequency positions; and obtaining a mathematical transformation T Y from a comparison in the arithmetic unit of measured (DBSs) amplitude values from the standardization sample (s) with the previously determined desired amplitude values, wherein the T Y transformation describes the transition of the measured values to the desired values. These transformations T X , T Y , which can be periodically updated in a new standardization process, are then stored in an arithmetic unit for application to all subsequently obtained spectral data of unknown samples, measured in a spectrometer to standardize the spectra of these samples.
[0010] Для упрощения генерирования одного или обоих преобразований TX, TY, могут быть сделаны предположения относительно природы, или математической тождественности, или типа требуемого смещения, или перехода. На основании знаний о том, как лазер и кювета влияют на полученный спектр, может быть уменьшена сложность вычисления и количество переменных, необходимых для описания требуемого перевода. По сути, затем арифметическому блоку нужно лишь рассчитать набор переменных для использования с предполагаемой функцией преобразования.[0010] To simplify the generation of one or both of the transforms T X , T Y , assumptions can be made regarding the nature, or mathematical identity, or the type of bias or transition required. Based on knowledge of how the laser and the cuvette affect the resulting spectrum, the computational complexity and the number of variables necessary to describe the desired translation can be reduced. In fact, then the arithmetic unit only needs to calculate a set of variables for use with the proposed conversion function.
[0011] В известных спектрометрах этот процесс стандартизации применяют с интервалом, намного превышающим интервал между измерениями образцов, и могут выполнять, например, ежемесячно. Тем не менее, в то время как устойчивость спектрометра является достаточной относительно сдвига частоты, который сохраняет соответствующее преобразование (TX) между последовательными выполнениями процесса стандартизации, было обнаружено, что устойчивость амплитуды часто является недостаточной для соответствующего преобразования (TY) для того, чтобы сохранять величины амплитуды между последовательными выполнениями.[0011] In known spectrometers, this standardization process is used with an interval much greater than the interval between measurements of samples, and can be performed, for example, on a monthly basis. However, while the stability of the spectrometer is sufficient with respect to the frequency shift that preserves the corresponding conversion (T X ) between successive runs of the standardization process, it has been found that the stability of the amplitude is often insufficient for the corresponding conversion (T Y ) to keep the magnitude of the amplitude between successive runs.
[0012] Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставлен способ компенсации дрейфа амплитуды в спектрометре, генерирующем оптические спектральные данные из неизвестного образца, при этом данный способ включает: выполнение процесса стандартизации, включающего определение в арифметическом блоке, связанном со спектрометром, математического преобразования из сравнения полученных спектральных данных амплитуды образца стандартизации с ранее определенными желаемыми спектральными данными амплитуды, при этом данное преобразование описывает переход измеренных данных к желаемым данным; периодическое выполнение процесса стандартизации на протяжении срока службы спектрометра; и связанное с выполнением, предпочтительно с каждым выполнением, процесса стандартизации, получение и сохранение в спектрометре эталонных спектральных данных амплитуды для нулевого материала и, по меньшей мере, однократное получение в спектрометре спектральных данных амплитуды для нулевого материала в промежутке между последовательными выполнениями процесса стандартизации; где данный способ в промежутке между последовательными выполнениями дополнительно включает этапы: модифицирования в арифметическом блоке математического преобразования с помощью функции, зависящей от полученных эталонных спектральных данных амплитуды и, по меньшей мере, однократно полученных спектральных данных амплитуды, связанных с нулевым материалом; и применения в арифметическом блоке модифицированного математического преобразования к полученным спектральным данным амплитуды неизвестного образца.[0012] According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of compensating for an amplitude drift in a spectrometer generating optical spectral data from an unknown sample, the method including: performing a standardization process including determining, in an arithmetic unit associated with the spectrometer, a mathematical transformation from comparing the obtained spectral the amplitude data of the standardization sample with the previously determined desired spectral amplitude data, wherein this transformation s describes the transition of the measured data to the desired data; periodic implementation of the standardization process throughout the life of the spectrometer; and associated with the implementation, preferably with each execution, of the standardization process, obtaining and storing the amplitude spectral reference data for zero material in the spectrometer and at least once obtaining the spectral amplitude data for zero material in the spectrometer between successive executions of the standardization process; where the method in the interval between successive executions further includes the steps of: modifying the arithmetic unit of the mathematical transformation using a function depending on the received reference spectral data of the amplitude and at least once received spectral data of the amplitude associated with the zero material; and applying in the arithmetic unit a modified mathematical transformation to the obtained spectral data of the amplitude of the unknown sample.
[0013] Таким образом могут быть получены стандартизированные спектральные данные неизвестного образца с учетом изменений амплитуды, длительность которых меньше длительности интервала между выполнениями последовательных процессов стандартизации. Более того, поскольку в настоящее время наилучшей практикой считается получение спектральных данных нулевого материала в спектрометре чаще длительности выполнения процессов стандартизации, например, ежечасно и в некоторых случаях, в промежутках между получениями в спектрометре спектральных данных из каждого нового неизвестного образца, то не нужно выполнять каких-либо дополнительных спектральных измерений в спектрометре.[0013] In this way, standardized spectral data of an unknown sample can be obtained by taking into account amplitude changes whose duration is less than the duration of the interval between successive standardization processes. Moreover, since at present it is considered best practice to obtain spectral data of zero material in a spectrometer more often than the duration of standardization processes, for example, hourly and in some cases, in the intervals between acquiring spectral data from each new unknown sample in the spectrometer, any additional spectral measurements in the spectrometer.
[0014] Исходя из того, что эталонные спектральные данные амплитуды для нулевого материала обычно будут получены в спектрометре для использования в арифметическом блоке по существу одновременно с двухлучевым спектром, относящимся по существу лишь к образцу стандартизации, это не является существенно важным. Эталонные спектральные данные амплитуды для нулевого материала могут быть получены в спектрометре во временном промежутке после генерирования спектра образца стандартизации, в течение которого вероятность возникновения дрейфа амплитуды, влияющего на измерения, является низкой.[0014] Based on the fact that the reference spectral amplitude data for zero material will usually be obtained in a spectrometer for use in an arithmetic unit essentially simultaneously with a two-beam spectrum, related essentially only to the standardization sample, this is not essential. The amplitude reference spectral data for the zero material can be obtained in the spectrometer in the time interval after generating the spectrum of the standardization sample, during which the probability of an amplitude drift affecting the measurements is low.
[0015] Предпочтительный в настоящее время вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению далее будет описан применительно к эксплуатации спектрометра, основанного на известном FT интерферометре, использующем преобразование Фурье. Исключительно в качестве примера, рассматриваемый спектрометр сконфигурирован для выполнения измерений на неизвестных жидких образцах и, таким образом, оснащен кюветой для удерживания образца в ходе измерения. Примерный спектрометр приспособлен для генерирования спектров из неизвестного жидкого образца путем пропускания излучения от интерферометра через образец в кювете и на детектор.[0015] The presently preferred embodiment of the method according to the present invention will now be described with reference to the operation of a spectrometer based on the known FT interferometer using the Fourier transform. By way of example only, the spectrometer in question is configured to perform measurements on unknown liquid samples and is thus equipped with a cuvette to hold the sample during measurement. An exemplary spectrometer is adapted to generate spectra from an unknown liquid sample by transmitting radiation from an interferometer through a sample in a cuvette and to a detector.
[0016] Арифметический блок, связанный со спектрометром согласно настоящему варианту осуществления снабжен доступом к оцифрованной информации, представляющей эталонный двухлучевой спектр пропускания (или поглощения) жидкости для стандартизации (DBSSR) или, по меньшей мере, представляющие информацию, относящуюся к положениям и амплитудам характеристических поглощений жидкости для использования в стандартизации спектрометра, по существу, образом, описанным в документе US 5933792 и кратко изложенным здесь. Эта информация может быть предоставлена поставщиком спектрометра или конечным пользователем, выполняющим измерения на жидкости для стандартизации с помощью спектрометра. Эта информация, независимо от источника ее предоставления, устанавливает желаемую амплитуду, а также, как правило, величины, относящиеся к частоте, по отношению к которым будут стандартизированы выходные данные определенного спектрометра.[0016] The arithmetic unit associated with the spectrometer according to the present embodiment is provided with access to digitized information representing a standard double-beam transmission (or absorption) spectrum of standardization liquid (DB SSR ) or at least representing information relating to the positions and amplitudes of the characteristic liquid absorption for use in standardizing a spectrometer, essentially as described in US Pat. No. 5,933,792 and summarized herein. This information may be provided by the spectrometer supplier or the end user performing fluid measurements to standardize with the spectrometer. This information, regardless of the source of its provision, sets the desired amplitude, as well as, as a rule, values related to the frequency with respect to which the output data of a particular spectrometer will be standardized.
[0017] В настоящем примере жидкость для стандартизации состоит из воды и пропанола (3,83 вес./вес. процента пропанола). Эту жидкость для стандартизации выбирают, так как она имеет два четко определенных пика поглощения в частотном диапазоне, в котором настоящий спектрометр сконструирован для выполнения измерений, в данном случае 1000-5000 см-1. Эти пики поглощения легко определить в спектре пропускания (поглощения) жидкости для стандартизации в качестве двух локальных минимумов (максимумов), и поскольку концентрация используемого пропанола известна точным и воспроизводимым образом, это же относится и к величинам интенсивности пропускания (поглощения).[0017] In the present example, the standardization fluid consists of water and propanol (3.83 wt./wt. Percent propanol). This standardization fluid is chosen because it has two clearly defined absorption peaks in the frequency range in which the present spectrometer is designed to perform measurements, in this case 1000-5000 cm -1 . These absorption peaks can be easily determined in the transmission spectrum (absorption) of a standardization liquid as two local minima (maxima), and since the concentration of propanol used is known in a precise and reproducible manner, the same applies to the transmission (absorption) intensities.
[0018] Для выполнения стандартизации спектрометра в любое время на протяжении его срока эксплуатации, жидкость для стандартизации в это время вводят в кювету спектрометра таким же образом, что и неизвестный образец, и выполняют измерение однолучевого спектра пропускания SBSS жидкости для стандартизации и предоставляют его арифметическому блоку. Жидкость для стандартизации в кювете затем заменяют водой, действующей в качестве нулевого материала, и в арифметическом блоке также получают подобный однолучевой спектр SBZ для воды и оба спектра обрабатывают в блоке для генерирования двухлучевого спектра пропускания (или поглощения) для жидкости DBSS для стандартизации.[0018] To perform standardization of the spectrometer at any time during its lifetime, a standardization fluid is introduced into the spectrometer cuvette in the same manner as an unknown sample at this time, and a single-beam transmission spectrum of SB SS is measured for standardization and provided with arithmetic block. The standardization fluid in the cuvette is then replaced with water acting as the zero material, and a similar single-beam SB Z spectrum for water is also obtained in the arithmetic unit and both spectra are processed in the unit to generate a double-beam transmission (or absorption) spectrum for DB SS liquid for standardization.
[0019] Этот двухлучевой спектр DBSS впоследствии сравнивают с эталонным спектром DBSSR для получения параметров стандартизации математических преобразований TX, TY, соответственно, для корректировок частотного положения и амплитуды получаемых впоследствии двухлучевых спектров DBS неизвестных образцов.[0019] This double-beam spectrum of DB SS is subsequently compared with the reference spectrum of DB SSR to obtain standardization parameters for the mathematical transformations T X , T Y , respectively, to adjust the frequency position and amplitude of the subsequently obtained double-beam spectra of DB S of unknown samples.
[0020] Как правило и как описано в настоящем примере, фактическая стандартизация выполняется на основании двухлучевого спектра поглощения (отрицательного log10 пропускания) жидкости для стандартизации, так как интуитивно понятнее сравнивать положения пиков поглощения, чем локальных минимумов в спектрах. Таким образом, локальные минимумы в измеренном спектре, вызванные поглощением пропанола, будут преобразованы в пики поглощения.[0020] Typically and as described in this example, actual standardization is performed based on the two-beam absorption spectrum (negative transmission log 10 ) of the liquid for standardization, since it is more intuitive to compare the positions of the absorption peaks than the local minima in the spectra. Thus, local minima in the measured spectrum caused by the absorption of propanol will be converted to absorption peaks.
[0021] Очевидно, что отличия между двумя спектрами одного и того же образца, измеренного в разное время одним и тем же инструментом или двумя разными инструментами, главным образом будут сгенерированы относительно небольшим количеством и четко определенными причинами, из которых наиболее преобладающими являются следующие:[0021] It is obvious that the differences between the two spectra of the same sample, measured at different times by the same instrument or two different instruments, will mainly be generated by a relatively small number and clearly defined reasons, of which the following are most prevalent:
- а) отличие в толщине кюветы для образца, что приведет к отличию в количестве света, поглощенного в кювете и образце,- a) the difference in the thickness of the cell for the sample, which will lead to a difference in the amount of light absorbed in the cell and the sample,
- b) отличие в длине волны двух лазеров в интерферометрах, что приведет к смещению на оси частоты окончательных спектров, и- b) the difference in the wavelength of the two lasers in the interferometers, which will lead to a shift on the frequency axis of the final spectra, and
- с) отличие в выравнивании ИК света и лазерного света в интерферометре также приведет к смещению на оси частоты окончательных спектров.- c) the difference in the alignment of IR light and laser light in the interferometer will also lead to a shift on the frequency axis of the final spectra.
[0022] Что касается причины а), отличие может быть вызвано износом кюветы. Фактически, материалы кюветы, такие как CaF2, являющийся материалом, обычно используемым в измерениях в средней ИК области спектра, являются незначительно гигроскопическими, при этом кювета для образца на самом деле может незначительно растворяться при измерении водных образцов, таких как молочные образцы. В то время, как этот процесс может лишь изменять длину пути через держатель образца на несколько микрометров (мкм) между последовательными выполнениями процесса стандартизации, это становится особенно значимым для измерений, выполненных в средней ИК области спектра, где, из-за относительно высокого поглощения образцами в этой области, длины путей через образец, как правило, составляют несколько десятков микрометров, обычно от 30 мкм до 50 мкм.[0022] Regarding cause a), the difference may be due to wear on the cell. In fact, cuvette materials, such as CaF 2 , which is the material commonly used in mid-IR measurements, are slightly hygroscopic, and the sample cuvette may actually dissolve slightly when measuring aqueous samples, such as milk samples. While this process can only change the path length through the sample holder by several micrometers (μm) between successive standardization processes, this becomes especially significant for measurements performed in the mid-IR region of the spectrum, where, due to the relatively high absorption of the samples in this area, the path lengths through the sample are typically several tens of micrometers, typically from 30 microns to 50 microns.
[0023] Согласно закону Ламберта-Бера, это отличие будет предоставлять линейное масштабирование оси поглощения измеренного спектра.[0023] According to the Lambert-Behr law, this difference will provide linear scaling of the absorption axis of the measured spectrum.
[0024] Что касается причины b), преобразование Фурье, используемое в FT инструментах, требует, чтобы сигнал интерференции, созданный в интерферометре и обнаруженный детектором, был просканирован равноудаленно как зависимость от отличия в световом пути, например, представляющая собой перемещение подвижного зеркала. В обычных FT инструментах это обеспечивается путем пуска лазерного света в интерферометр и путем инициирования измерений пика интерференции, например, на фазовой синхронизации лазерного света или на пересечениях нулевого уровня интерферирующего лазерного света в интерферометре.[0024] Regarding cause b), the Fourier transform used in FT instruments requires that the interference signal generated by the interferometer and detected by the detector be scanned equidistant as a function of the difference in light path, for example, representing the movement of a moving mirror. In conventional FT instruments, this is achieved by injecting laser light into the interferometer and by initiating measurements of the interference peak, for example, at the phase synchronization of the laser light or at zero-level intersections of the interfering laser light in the interferometer.
[0025] В данной ситуации, отличие в частоте лазерного света приведет к инициации двумя разными инструментами измерений структуры интерференции равноудаленно на незначительно отличающихся расстояниях. Таким образом, это предоставит отличие в частотном масштабе измеренного спектра.[0025] In this situation, the difference in the frequency of the laser light will cause two different instruments to measure the interference structure equidistant at slightly different distances. Thus, this will provide a difference in the frequency scale of the measured spectrum.
[0026] Тем не менее, по вышеизложенной причине, это отличие будет линейным масштабированием оси частоты спектра. Поскольку спектр, подвергшийся преобразованию Фурье, будет состоять из равноудаленных точек на оси частоты, расстояние между этими точками будет отличаться в разных инструментах. Тем не менее, для исправления этого, "линейку", состоящую из равноудаленных частот, необходимо лишь сжать или растянуть. Этот процесс обычно не приводит к генерированию каких-либо нелинейных эффектов.[0026] However, for the above reason, this difference will be a linear scaling of the frequency axis of the spectrum. Since the spectrum subjected to the Fourier transform will consist of equidistant points on the frequency axis, the distance between these points will differ in different instruments. However, to correct this, the "line" consisting of equidistant frequencies, it is only necessary to compress or stretch. This process usually does not lead to the generation of any nonlinear effects.
[0027] Тот же эффект будет обнаружен при использовании в данном типе инструмента других средств для измерения расстояния. Это обусловлено выполнением преобразования Фурье.[0027] The same effect will be detected when other means for measuring distance are used in this type of instrument. This is due to the implementation of the Fourier transform.
[0028] Что касается причины с), сдвиг частоты будет виден, когда свет в интерферометре не следует точно по пути лазерного света. В этой ситуации сигнал интерференции интерферирующего света будет инициирован равноудаленно, например, на пересечениях нулевого уровня интерферирующего лазерного света, но с разным расстоянием по сравнению с ситуацией, где лазерный свет в точности перекрывает свет. Таким образом, "линейка" равноудаленного инициирования не будет равна "линейке" длины волны лазера, но будет слегка смещена, так что вышеуказанное растягивание или сжатие "линейки" по-прежнему будет корректировать ось частоты.[0028] As regards cause c), a frequency shift will be visible when the light in the interferometer does not follow exactly the path of the laser light. In this situation, the interference signal of the interfering light will be initiated equidistant, for example, at the intersections of the zero level of the interfering laser light, but with a different distance compared to the situation where the laser light exactly blocks the light. Thus, the “line” of equidistant initiation will not be equal to the “line” of the laser wavelength, but will be slightly offset, so that the above stretching or compression of the “line” will still correct the frequency axis.
[0029] Эта адаптация оси частоты может быть выполнена на основании идентифицированных частей двух пиков поглощения пропанола в жидкости для стандартизации, когда положения этих пиков в эталонной структуре являются известными.[0029] This adaptation of the frequency axis can be performed based on the identified parts of the two absorption peaks of propanol in the liquid to standardize when the positions of these peaks in the reference structure are known.
[0030] Преобразование TX, предоставляющее линейное масштабирование оси частоты может быть использовано в корректировке измеренных спектров DBS образцов. Сдвиг частоты, который будет передавать любой канал из измеренного спектра в соответствующий канал эталонной структуры, может быть описан преобразованием TX в форме: α·канал+β, при этом лишь две переменные (α и β) необходимы для корректировки оси частоты будущих спектров для стандартизации этой оси. В действительности, поскольку β по существу равняется нулю, требуется лишь α, если чуть меньшая точность является достаточной. Эти коэффициенты α, β могут быть рассчитаны из рассмотрения прямой линии, проходящей через точки, представленные посредством, на оси x - пиковыми положениями (номером канала) и на оси y - отличием в номере канала между измеренными пиковыми положениями и эталонными спектральными данными.A T X transform providing linear scaling of the frequency axis can be used to correct the measured spectra of DB S samples. The frequency shift that will transmit any channel from the measured spectrum to the corresponding channel of the reference structure can be described by transforming T X in the form: α · channel + β, while only two variables (α and β) are needed to adjust the frequency axis of future spectra for standardization of this axis. In fact, since β is essentially zero, only α is required if a slightly lower accuracy is sufficient. These coefficients α, β can be calculated from the consideration of a straight line passing through the points represented by, on the x axis, the peak positions (channel number) and on the y axis, the difference in the channel number between the measured peak positions and the reference spectral data.
[0031] Это преобразование выполняют на двухлучевом спектре стандартизации DBSSt, измеренном во время t, затем ось частоты смещенного измеренного спектра 
[0032] В соответствии с причиной а), указанной выше, ось пропускания (поглощения) также должна быть откорректирована. Эта корректировка может быть выполнена наиболее простым образом на основании разницы пропускания между лишь одним каналом спектров стандартизации, полученной во время t и t=0, такой как разница пропускания в одном из идентифицированных пиков в спектре DBSSt и эталонной структуре DBSSR, и на основании предположения, что коррекция является линейной коррекцией ("линейная" применительно к поглощению представляет собой - log10 пропускания - см. ниже) части спектра, представляющей интерес для настоящей цели. Предпочтительно, эту коррекцию выполняют, используя спектр 
[0033] Тем не менее, из-за интерференции, например, помех, часто является предпочтительным использование большего количества величин в выбранных диапазонах для того, чтобы снизить возможность ошибки в вычислении.[0033] However, due to interference, such as interference, it is often preferable to use more values in selected ranges in order to reduce the possibility of calculation errors.
[0034] Из-за вышеизложенного предположения, что коррекция оси поглощения будет представлять собой линейное масштабирование в величинах поглощения, преобразование TY типа: 
[0035] Как упоминалось ранее, для преобразования спектра пропускания в спектр поглощения, нужно взять отрицательный логарифм спектра пропускания. Очевидно, что это предоставит линейную коррекцию оси поглощения спектра, 
[0036] Таким образом, а и log10b могут быть найдены путем построения графика, отмечая на одной оси точки логарифма спектра
[0037] Таким образом, исходя из вышеописанного, переменные α, β, а и b могут быть найдены из сравнения спектральных данных, полученных из образца стандартизации на протяжении срока эксплуатации спектрометра, и эквивалентных данных, полученных в качестве эталонных данных. Эти переменные впоследствии будут сохранены для доступа арифметического блока, связанного со спектрометром, для использования в данном блоке для корректировки последующих спектров неизвестных образцов для получения стандартизированных спектров образцов.[0037] Thus, based on the foregoing, the variables α, β, a and b can be found by comparing the spectral data obtained from the standardization sample over the life of the spectrometer and equivalent data obtained as reference data. These variables will subsequently be stored for access by the arithmetic unit associated with the spectrometer for use in this unit to adjust subsequent spectra of unknown samples to obtain standardized spectra of samples.
[0038] Стандартизация двухлучевого спектра неизвестного образца (DBS) будет выполняться в соответствии с вышеописанным, где, предпочтительно, но не обязательно, в первую очередь будет сгенерирован спектр 
[0039] Если корректировка оси поглощения представляла собой не простую линейную корректировку, существует множество способов стандартизации спектра. В вышеописанной ситуации, где поглощение воды расположено в спектре, и если эта ситуация также происходит в спектрах, подлежащих стандартизации, корректировка пропускания может быть выполнена для каждого "окна" между поглощениями воды. Поскольку эти окна будут относительно малы по сравнению с полным спектром, можно успешно предположить, что корректировка будет линейной в каждом окне, тем самым для каждого окна могут быть найдены разные а-величины и b-величины.[0039] If the correction of the absorption axis was not a simple linear adjustment, there are many ways to standardize the spectrum. In the above situation, where water absorption is located in the spectrum, and if this situation also occurs in the spectra to be standardized, a transmission correction can be performed for each “window” between water absorption. Since these windows will be relatively small in comparison with the full spectrum, it can be successfully assumed that the correction will be linear in each window, thereby different a-values and b-values can be found for each window.
[0040] Этот способ может стать причиной прерываний в полном спектре, если в этом спектре отсутствуют поглощения воды. Вместо вышеописанного, этот эффект можно устранить, принимая тот факт, что корректировка не является однородной и вместо определения отдельных a-величин и b-величин для каждого канала в спектре с (предпочтительно) скорректированной частотой.[0040] This method can cause interruptions in the full spectrum if water absorption is absent in this spectrum. Instead of the above, this effect can be eliminated by accepting the fact that the correction is not uniform and instead of determining the individual a-values and b-values for each channel in the spectrum with a (preferably) adjusted frequency.
[0041] Например, для точки, относящейся к рассматриваемому каналу и, например, для двух ближайших точек с каждой стороны могут быть получены a-величина и b-величина для этого отдельного канала.[0041] For example, for a point related to the channel in question and, for example, for the two nearest points on each side, an a-value and a b-value for this individual channel can be obtained.
[0042] Впоследствии, два разных полинома могут быть подобраны к a-величинам и b-величинам, соответственно. Эти полиномы затем будут использованы для корректировки пропускания вместо вышеуказанных глобальных a-величины и b-величины.[0042] Subsequently, two different polynomials can be matched to a-values and b-values, respectively. These polynomials will then be used to correct transmission instead of the above global a-values and b-values.
[0043] Третий способ будет заключаться в простом подборе полинома к разнице или к соотношению передачи спектра с откорректированной частотой материала для стандартизации и эталонного спектра. Этот полином впоследствии может быть использован для стандартизации оси поглощения спектра.[0043] A third method will be to simply select the polynomial to the difference or to the ratio of the transmission of the spectrum with the adjusted frequency of the material for standardization and the reference spectrum. This polynomial can subsequently be used to standardize the spectrum absorption axis.
[0044] Согласно способу настоящего изобретения и, как известно в данной области техники, вышеописанную процедуру стандартизации выполняют периодически на протяжении срока эксплуатации спектрометра. Тем не менее, длительность дрейфа амплитуды, по существу вызванного изменениями в толщине кюветы для образца, меньше временного промежутка между выполнениями стандартизации. Процесс стандартизации согласно способу настоящего изобретения приспособлен для соответствия этому более быстрому изменению.[0044] According to the method of the present invention and, as is known in the art, the above standardization procedure is performed periodically throughout the life of the spectrometer. However, the duration of the amplitude drift, essentially caused by changes in the thickness of the sample cuvette, is less than the time interval between standardization runs. The standardization process according to the method of the present invention is adapted to accommodate this faster change.
[0045] Согласно настоящему изобретению, изменение длины ΔP пути через кювету спектрометра представляет собой функцию F, зависимую от эталонных однолучевых спектров нулевого материала (SBZR), в данном случае полученных во время предыдущего выполнения стандартизации, и во время между выполнениями стандартизации (SBZt). Это описано математически в виде ΔP=F(SBZt, SBZR).[0045] According to the present invention, the change in the path length ΔP through the cuvette of the spectrometer is a function F depending on the reference single-beam spectra of zero material (SB ZR ), in this case obtained during the previous standardization, and during between standardization (SB Zt ) This is described mathematically in the form ΔP = F (SB Zt , SB ZR ).
[0046] Как описано выше, ожидается, что однолучевой спектр нулевого материала (SBZ) содержит информацию, относящуюся к самому спектрометру, независимо от любого материала образца. В настоящем варианте осуществления, где нулевой материал является водой, спектр поглощения в различных длинах пути через кювету (т.е. толщину кюветы) изображен на фиг. 1 для длин пути от 26 мкм до 96 мкм включительно, разделенных на этапы по 10 мкм. Как можно видеть, около переменной (номера канала) 400 имеется хорошая чувствительность к изменению длины пути и величина интенсивности по сути является неизменной в окне около этой переменной.[0046] As described above, it is expected that the single-beam spectrum of zero material (SB Z ) contains information related to the spectrometer itself, regardless of any material of the sample. In the present embodiment, where the null material is water, the absorption spectrum at various path lengths through the cuvette (i.e., the thickness of the cuvette) is depicted in FIG. 1 for path lengths from 26 μm to 96 μm inclusive, divided into steps of 10 μm. As you can see, near the variable (channel number) 400 there is good sensitivity to changes in the path length and the intensity value is essentially unchanged in the window near this variable.
[0047] Изменение в длине пути, ΔР может быть представлено как постоянная, умноженная на поглощение. Это может быть рассчитано из рассмотрения прямой линии, проходящей через точки, представленные посредством: на оси x - поглощением в фиксированном положении (номером канала) в спектре поглощения и на оси y - длиной пути, на которой получен спектр поглощения, и происхождение. В настоящем примере может быть показано, что ΔP=43·Поглощение, где Поглощение представлено в виде - log10(SBZt/SBZR).[0047] The change in path length, ΔP, can be represented as a constant times absorption. This can be calculated by considering a straight line passing through the points represented by: on the x axis — absorption in a fixed position (channel number) in the absorption spectrum and on the y axis — the path length on which the absorption spectrum is obtained, and the origin. In the present example, it can be shown that ΔP = 43 · Absorption, where Absorption is represented as - log 10 (SB Zt / SB ZR ).
[0048] Величины амплитуды из более чем одного положения могут быть использованы для генерирования отношения между измеренной амплитудой и длиной пути для улучшения точности и/или для того, чтобы учесть источники поглощения, не связанные с нулевой жидкостью.[0048] Amplitude values from more than one position can be used to generate a relationship between the measured amplitude and the path length to improve accuracy and / or to take into account absorption sources not associated with the zero fluid.
[0049] Как будет очевидно из вышеуказанного, величина P0·a0, где P0 и a0 соответственно представляют собой длину пути и a-величину, полученную во время стандартизации, будет являться постоянной k. Поскольку это остается верным в любое время, то во время t между выполнениями стандартизации эта постоянная может быть представлена в виде k=(P0+ΔP) at, где at является a-величиной во время t и ΔP является изменением длины пути со времени стандартизации. Таким образом, a-величина во время t может быть представлена в виде at=(Р0/(Р0+ΔР)) a0 и таким образом, согласно настоящему изобретению, математическое преобразование TY может быть модифицировано коэффициентом в форме (P0/(P0+ΔP)) для того, чтобы компенсировать дрейф амплитуды в промежутках между выполнениями стандартизации.[0049] As will be apparent from the above, the value P 0 · a 0 , where P 0 and a 0 respectively represent the path length and the a-value obtained during standardization will be a constant k. Since this remains true at any time, during t between standardization runs this constant can be represented as k = (P 0 + ΔP) a t , where a t is an a-quantity at time t and ΔP is a change in the path length with standardization time. Thus, the a-value at time t can be represented as a t = (P 0 / (P 0 + ΔP)) a 0 and thus, according to the present invention, the mathematical transformation T Y can be modified by a coefficient in the form (P 0 / (P 0 + ΔP)) in order to compensate for the amplitude drift between the standardization runs.
[0050] Величину P0 не нужно измерять саму по себе, но, как будет очевидно, она может быть рассчитана из эталонных спектральных данных DBSSR и спектральных данных DBSSt, зарегистрированных спектрометром в ходе процесса стандартизации. Величина P0 может быть рассчитана как Р0=(DBSSt/DBSSR) PR, где PR является длиной пути, связанной с генерированием эталонных спектральных данных. Эта длина пути PR может быть предоставлена как элемент эталонных данных, доступных арифметическому блоку, или может быть быстро рассчитана в арифметическом блоке, используя эталонные спектральные данные.[0050] The value of P 0 does not need to be measured by itself, but, as will be apparent, it can be calculated from the reference spectral data DB SSR and the spectral data DB SSt recorded by the spectrometer during the standardization process. The value of P 0 can be calculated as P 0 = (DB SSt / DB SSR ) P R , where P R is the path length associated with the generation of reference spectral data. This path length P R can be provided as an element of the reference data available to the arithmetic unit, or can be quickly calculated in the arithmetic unit using the reference spectral data.
Claims (4)
выполнение в спектрометре процесса стандартизации, включающего измерение в спектрометре однолучевого спектра образца стандартизации (SBSS) и однолучевого спектра амплитуды нулевого материала (SBZ);
получение в арифметическом блоке, связанном со спектрометром, двухлучевого спектра, относящегося по существу только к образцу стандартизации (DBSS) путем деления в арифметическом блоке однолучевого спектра образца стандартизации (SBSS) на однолучевой спектр амплитуды нулевого материала (SBZ) при тех же длинах волн; и определение в арифметическом блоке математического преобразования (TY) из сравнения значений амплитуды полученного двухлучевого спектра, относящегося по существу только к образцу стандартизации (DBSS) с ранее определенными желаемыми спектральными значениями амплитуды (DBSSR), при этом преобразование описывает переход значений амплитуды полученного двухлучевого спектра, относящегося по существу только к образцу стандартизации (DBSS) к желаемым значениям амплитуды;
периодическое выполнение процесса стандартизации на протяжении срока службы спектрометра; получение в спектрометре эталонного однолучевого спектра нулевого материала (SBZR), связанного с выполнением процесса стандартизации; и
получение по меньшей мере один раз однолучевого спектра (SBZt) нулевого материала в промежутке времени между выполнениями процесса стандартизации; отличающийся тем, что способ в промежутке времени между выполнениями процесса стандартизации дополнительно включает этапы: модифицирования в арифметическом блоке математического преобразования (TY) с помощью функции (F(SBZt),(SBZR); F(SBZt/SBZR)), описывающей изменение в длине оптического пути (ΔР) через держатель образца, зависящей от полученного эталонного однолучевого спектра (SBZR) нулевого материала и спектра (SBZt) нулевого материала, полученного по меньшей мере один раз в промежутке времени между выполнениями процесса стандартизации; и применения в арифметическом блоке модифицированного математического преобразования к сгенерированным оптическим спектральным данным (SBS) неизвестного образца.1. A method of compensating for amplitude drift in a spectrometer generating optical spectral data (SB S ) from an unknown sample in a sample holder, the method comprising:
performing a standardization process in the spectrometer, including the measurement in the spectrometer of the single-beam spectrum of the standardization sample (SB SS ) and the single-beam spectrum of the amplitude of the zero material (SB Z );
Obtaining in the arithmetic unit associated with the spectrometer, a double-beam spectrum that relates essentially only to the standardization sample (DB SS ) by dividing in the arithmetic block the single-beam spectrum of the standardization sample (SB SS ) by the single-beam spectrum of the amplitude of the zero material (SB Z ) at the same lengths waves; and determining in the arithmetic unit a mathematical transformation (T Y ) from comparing the amplitude values of the obtained two-beam spectrum, relating essentially only to the standardization sample (DB SS ) with the previously determined desired spectral amplitude values (DB SSR ), the conversion describes the transition of the amplitude values of the obtained a two-beam spectrum, relating essentially only to the standardization sample (DB SS ) to the desired amplitude values;
periodic implementation of the standardization process throughout the life of the spectrometer; obtaining in the spectrometer a reference single-beam spectrum of zero material (SB ZR ) associated with the implementation of the standardization process; and
obtaining at least once a single-beam spectrum (SB Zt ) of zero material in the time interval between the execution of the standardization process; characterized in that the method in the interval between executions of the standardization process further includes the steps of: modifying the mathematical transformation (T Y ) in the arithmetic unit using the function (F (SB Zt ), (SB ZR ); F (SB Zt / SB ZR )) describing the change in the optical path length (ΔP) through the sample holder, depending on the received single-beam reference spectrum (SB ZR ) of zero material and the spectrum (SB Zt ) of zero material obtained at least once in the time interval between the standardization process; and applying, in an arithmetic unit, a modified mathematical transformation to the generated optical spectral data (SB S ) of an unknown sample.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2011/064302 WO2013026466A1 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Method for compensating amplitude drift in a spectrometer and spectrometer performing said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014104600A RU2014104600A (en) | 2015-09-27 |
| RU2571185C2 true RU2571185C2 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=44630576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014104600/28A RU2571185C2 (en) | 2011-08-19 | 2011-08-19 | Method to compensate for amplitude drift in spectrometer and spectrometer realising specified method |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9606050B2 (en) |
| EP (1) | EP2745085B1 (en) |
| AR (1) | AR087067A1 (en) |
| AU (1) | AU2011375582B2 (en) |
| BR (1) | BR112014003573B1 (en) |
| PL (1) | PL2745085T3 (en) |
| RU (1) | RU2571185C2 (en) |
| WO (1) | WO2013026466A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX356023B (en) * | 2013-06-04 | 2018-05-09 | Foss Analytical As | Method of and apparatus for correcting for intensity deviations in a spectrometer. |
| FR3054941B1 (en) * | 2016-08-05 | 2018-08-31 | Airbus Defence And Space Sas | METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING USEFUL SIGNALS WITH RESPECTIVE NON-NEGLIGIBLE FREQUENTIAL DERIVATIVES IN A GLOBAL SIGNAL |
| WO2021038316A1 (en) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | Foss Analytical A/S | Method of correcting for an amplitude change in a spectrometer |
| CN110889368B (en) * | 2019-11-25 | 2023-12-12 | 苏州沓来软件科技有限公司 | Method for eliminating Raman spectrum background by adopting arithmetic average and geometric average difference |
| CN115015120B (en) * | 2022-06-20 | 2022-12-20 | 厦门宇昊软件有限公司 | Fourier infrared spectrometer and temperature drift online correction method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1457574A1 (en) * | 1987-01-06 | 1990-01-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения | Device for inspecting the flaws of polished surface |
| US5933792A (en) * | 1995-02-09 | 1999-08-03 | Foss Electric A/S | Method of standardizing a spectrometer |
| US6297505B1 (en) * | 1996-11-01 | 2001-10-02 | Foss Electric A/S | Method and flow system for spectrometry and a cuvette for the flow system |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5790250A (en) * | 1996-11-04 | 1998-08-04 | Ail Systems, Inc. | Apparatus and method for real-time spectral alignment for open-path fourier transform infrared spectrometers |
| US5850623A (en) * | 1997-03-14 | 1998-12-15 | Eastman Chemical Company | Method for standardizing raman spectrometers to obtain stable and transferable calibrations |
| EP0982582B1 (en) * | 1998-08-28 | 2005-06-01 | Perkin-Elmer Limited | Suppression of undesired components in measured spectra |
| US6654125B2 (en) * | 2002-04-04 | 2003-11-25 | Inlight Solutions, Inc | Method and apparatus for optical spectroscopy incorporating a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) as an interferometer reference |
| JP2008524609A (en) * | 2004-12-21 | 2008-07-10 | フォス・アナリティカル・エー／エス | How to standardize a spectrophotometer |
| DE102007056345B3 (en) * | 2007-11-22 | 2009-01-02 | Abb Ag | Method for operating fourier transformation infrared-spectrometer, involves utilizing residual gases as gas components in each case during validation of spectrometer, which simulate actual measuring gas component |
| US20130228690A1 (en) * | 2010-12-03 | 2013-09-05 | Foss Analytical A/S | Mid-infrared spectral analysis of a flowing heterogeneous material |
| PL2769187T3 (en) * | 2011-10-17 | 2019-08-30 | Foss Analytical A/S | Method of compensating frequency drift in an interferometer |
-
2011
- 2011-08-19 BR BR112014003573-3A patent/BR112014003573B1/en active IP Right Grant
- 2011-08-19 PL PL11746242T patent/PL2745085T3/en unknown
- 2011-08-19 WO PCT/EP2011/064302 patent/WO2013026466A1/en active Application Filing
- 2011-08-19 RU RU2014104600/28A patent/RU2571185C2/en active
- 2011-08-19 EP EP11746242.4A patent/EP2745085B1/en active Active
- 2011-08-19 US US14/127,424 patent/US9606050B2/en active Active
- 2011-08-19 AU AU2011375582A patent/AU2011375582B2/en active Active
-
2012
- 2012-07-05 AR ARP120102436A patent/AR087067A1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1457574A1 (en) * | 1987-01-06 | 1990-01-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения | Device for inspecting the flaws of polished surface |
| US5933792A (en) * | 1995-02-09 | 1999-08-03 | Foss Electric A/S | Method of standardizing a spectrometer |
| US6297505B1 (en) * | 1996-11-01 | 2001-10-02 | Foss Electric A/S | Method and flow system for spectrometry and a cuvette for the flow system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AR087067A1 (en) | 2014-02-12 |
| PL2745085T3 (en) | 2019-08-30 |
| EP2745085A1 (en) | 2014-06-25 |
| WO2013026466A1 (en) | 2013-02-28 |
| AU2011375582B2 (en) | 2015-10-01 |
| US9606050B2 (en) | 2017-03-28 |
| BR112014003573B1 (en) | 2020-03-24 |
| RU2014104600A (en) | 2015-09-27 |
| BR112014003573A2 (en) | 2017-03-14 |
| AU2011375582A1 (en) | 2014-01-23 |
| EP2745085B1 (en) | 2019-04-17 |
| US20140114601A1 (en) | 2014-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11953427B2 (en) | Reconstruction of frequency registration for quantitative spectroscopy | |
| EP3332231B1 (en) | Determination and correction of frequency registration deviations for quantitative spectroscopy | |
| JP5983779B2 (en) | Gas absorption spectroscopy apparatus and gas absorption spectroscopy method | |
| EP3332230B1 (en) | Reconstruction of frequency registration deviations for quantitative spectroscopy | |
| RU2400715C2 (en) | Spectrometre calibration method | |
| TWI468666B (en) | Monitoring, detecting and quantifying chemical compounds in a sample | |
| RU2571185C2 (en) | Method to compensate for amplitude drift in spectrometer and spectrometer realising specified method | |
| US10677726B2 (en) | Tunable diode laser absorption spectroscopy with corrected laser ramping nonlinearities | |
| JP5030629B2 (en) | Method and apparatus for quantitative analysis of gas concentration | |
| US9448215B2 (en) | Optical gas analyzer device having means for calibrating the frequency spectrum | |
| RU2569052C1 (en) | Method to compensate frequency drift in interferometer | |
| JP2009536354A (en) | A method and apparatus for precisely calibrating a reflectometer using a specific reflectivity measurement method | |
| Arteaga et al. | Line broadening and shift coefficients of acetylene at 1550 nm | |
| Scholten et al. | Number-density measurements of CO 2 in real time with an optical frequency comb for high accuracy and precision | |
| JP7006800B2 (en) | Gas measuring device and gas measuring method | |
| US11828649B2 (en) | Apparatus and method for calibrating Raman shift | |
| JP7440866B2 (en) | Laser gas analyzer | |
| US11041803B2 (en) | Feed-forward spectral calibration methodology for line-scanned tunable laser absorption spectroscopy | |
| EP3667294A1 (en) | Optical analysis device, and machine learning device used for optical analysis device, and method for the same | |
| US11965823B2 (en) | Method of correcting for an amplitude change in a spectrometer | |
| WO2022102685A1 (en) | Spectroscopic analysis system, calculating device, and calculating program | |
| KR102432166B1 (en) | Method and apparatus for measuring carbon concentration in silicon single crystal | |
| RU2805385C2 (en) | Method for correcting amplitude changes in spectrometer | |
| WO2019080451A1 (en) | Control method and apparatus for fourier transform infrared spectrum analyzer, and storage medium and computer device | |
| Workman Jr | Instrument Performance Calibration |